城市轨道交通设备的应急处理课件

1、实训一信号设备故障的应急处理 1.了解城市轨道交通信号系统的基本结构和作用。2.按应急处理程序处理各种信号设备故障。3.按各种信号设备故障应急处理演练方案分组进行模拟演练。1.掌握各种信号设备故障的应急处理程序。 2.能进行各种信号设备故障应急处理的演练。3.收集其他典型城市轨道交通信号故障案例并加以分析。 城市轨道交通包括了地铁、轻轨和城市铁路等不同形式,具有运量大、速度快、安全准点、平稳舒适、污染小等优点。而要发挥城市轨道的优势,先进的信号控制系统是必不可少的。目前,世界发达国家都已开发了不同的信号控制系统,如英国的FS-2500和ATP/ATO系统、法国的SACEM系统和德国的LZB系统

2、等。一、城市轨道交通信号概述1.城市轨道交通信号的作用1)列车运行的凭证。2)用于指挥和控制列车运行。3)尽管投资额在整个工程中所占的比例低(通常在3%以下),但对于提高列车通过能力、提高运能、保证行车安全有着至关重要的作用。4)确保列车运行的安全,防止追尾和冲突。5)提高运行效率。6)实现列车运行的自动化。2.城市轨道交通信号系统的特点城市轨道交通信号系统沿袭铁路的制式,但由于其自身的特点与铁路的信号系统仍有一定的区别。城市轨道交通信号系统具有以下4个方面的特点。1)具有完善的列车速度监控功能。2)数据传输速率较低。4)车辆基地采用独立的联锁设备。3.城市轨道交通信号系统组成城市轨道交通信号

3、系统通常由列车运行自动控制(ATC,Automatic Train Control)系统和车辆基地信号控制系统两大部分组成,用于列车进路控制、列车间隔控制、调度指挥、信息管理、设备工况监测及维护管理,由此构成了一个高效的综合自动化系统。3)联锁关系较简单,但技术要求高。1)列车运行自动控制(ATC)系统。列车运行自动控制(ATC)系统包括列车自动防护(ATP),列车自动运行(ATO)及列车自动监控(ATS)3个子系统,简称“3A”系统。2)车辆基地联锁设备。车辆基地设有一套联锁设备,用以实现车辆基地的进路控制,并通过ATS车辆基地分机与行车调度中心交换信息。车辆基地联锁设备前期采用6502电气

4、集中联锁,近来均采用计算机联锁。先进的车辆基地信号控制系统的特点是信号一体化,包括联锁系统、进路控制设备、接近通知,终端防护和车次号传输设备,由局域网连接并经过光缆与OCC相通。4.城市轨道交通信号的起源和发展类型1)信号的起源。城市轨道交通信号起源于英国,最早的列车指挥是由一位戴绅士礼帽、穿黑大衣和白裤子的铁路员工骑马在前引导运行的,他边跑边以各种手势发出信号以指挥列车的前进和停止。2)发展类型。 臂板信号:为确保安全,人们开始研究使用固定的信号设备。用一块长方形的板子,横向线路是停车信号,顺向线路是行车信号。可是,顺向线路的板子实际上很难观察,故又在顶端加块圆板。当必须在晚间开车时,就以红

5、色灯光表示停车信号,白色灯光表示行车信号。1841年,英国人戈里高利提出用长方形臂板作为信号显示,装设在伦敦车站,这是铁路上首次使用臂板式信号机。 色灯信号:地铁的信号机一般采用色灯信号机。色灯信号机有高柱型和矮型之分,不论是高柱型还是矮型,其机构还分为单显示、二显示和三显示。 机车信号:在城市轨道交通线路中,由于站间距小、运营线路条件差,仅仅靠机车信号显示、由驾驶员来控制机车是很难做到大密度运营的。较为先进的城市轨道交通系统已摒弃了“用信号显示指挥列车”的旧有概念,引进了ATC(Automatic Train Control)系统,驾驶台上显示的是反映列车运营的状态。二、信号故障分类(一)按

6、故障数量分类信号故障按故障数量可分为单一故障和叠加故障。1.单一故障单一故障是指同一性质的电路中只存在一个故障。此类故障现象较为明显,在日常工作中经常发生,故障现象比较容易分析。2.叠加故障叠加故障是指同一性质的电路中存在一个以上的故障。此类故障在设备使用中较为少见,在施工及新开通的设备中较为多见。此类故障较复杂,表现出的现象也各不相同,分析起来较困难。(二)按故障现象分类信号故障按故障现象可分为非潜伏性故障和潜伏性故障。1.非潜伏性故障此类故障通过信号设备的自检能力,在发生故障之后能以一定的形式表现出来,比如道岔不动、无表示、轨道电路红灯等。2.潜伏性故障此类故障只有在使用该部分电路或器材时

7、才能被发现,不能直接通过自检体现出来,比如方向电路的辅助办理、反向发车表示器断丝等。此类故障危害较大。 遇一般故障尚未影响设备使用时,信号维修人员应在联系登记后会同车站值班员进行试验,判明情况,并查找修复。 如在试验中发现严重缺陷,危及行车安全一时无法排除,应通知车站值班员(应急值守员),并登记停用。 遇已影响设备使用的故障,信号维修人员应首先登记停用设备,然后积极查找原因、排除故障、尽快恢复使用。如果不能判明原因,则应立即上报,听从上级指示处理(上报现象、处理情况)。三、故障处理原则1)信号设备发生故障时应积极组织修复,有以下三种情况:2)当发生与信号设备有关联的机车车辆脱轨、冲突、颠覆等重

8、大事故时,信号维修人员应会同值班站长记录设备状态,派人监视和保护事故现场,但不得擅自触动设备,并应立即报告电务段,以免影响事故的调查和分析。3)发生影响行车的设备故障时,信号维修人员应将接发列车进路的排列情况、调车作业情况、控制台显示情况、列车运行时分、设备位置状态及故障处理情况作详细的记录,以作为原始记录备查。四、故障处理程序信号故障处理程序具体分七个步骤。1.准备工具仪表,了解情况。当故障发生后,首先要了解故障发生的大概情况,问明是否影响行车,当已影响行车时,通知车务人员采取应急措施,如改变进路、引导接车等,并及时向分公司值班室汇报简要情况。准备好必要的工具、仪表、图纸和材料。2.登记、询

9、问。到达行车室后,要采用口问、耳听、眼看的方法详细了解故障发生时的状态、控制台的现象、进路排列和开通状况、调车和列车的运行情况以及时分等。并在行车设备检查登记簿内签到,必要时停用该项设备,按非正常行车办理。在询问时不要随意去动设备,要针对关键问题提出疑问,掌握好故障时的原始资料。发生与信号设备有关的重大事故时,切不可擅自开机械室门,或开箱盒动设备,要保护好现场,并迅速向上级报告并听从指挥处理。3.试验检查。根据已了解到的情况,在征得车站值班员的同意下动手试验,试验时要注意观察控制台上的指示灯、电流表和报警设备等。核对故障现象与值班员反映的是否一致,如果试验正常,应在登记簿内登记试验结果,经车务

10、段确认,交付使用,并注意观察,不要急于离去。4.分析判断。经试验确属故障,要进行综合分析,正确判断出是自身设备故障还是其他部门影响的故障,是室内故障还是室外故障,是电气故障还是机械故障。分析判断要力求准确,在没有判断清楚前,不能盲目乱动设备或者是室内、室外乱跑,延误故障处理时间。5.查找处理。根据判断出的故障大致范围,运用各种方法迅速查找故障点。 动作要快,抓住现象准确测试,尽量不要使故障自动恢复。 对较复杂的故障采用多种方法,思路要开阔,不要钻牛角尖。 对原因不明、自动恢复的故障,要尽可能地把有可能导致故障的各个部位彻底检查一遍。对一时无法修复的故障或一时查不清的故障及时汇报。在排除故障时严

11、禁用不正当的手段办理闭塞、转换道岔和开放信号。严禁采用封连接点、借用电源等严重违章的办法恢复设备的使用。对其他部门或外界原因造成的故障不要急于修复,要会同有关单位共同确认后处理,如果在有关单位不能及时到场的情况下,要听从上级的指挥。对有关情况要在行车检查登记簿上记录清楚。6.复查试验,及时消记。对修复的设备要进行有关部分的联锁试验,尤其是动过线的设备,更须谨慎,决不能盲目交付使用。故障处理完毕后要及时消记,尽量压缩故障的延时。7.汇报和汲取教训。要如实向上级汇报故障的处理情况,把故障的原因、影响车次,发生、登记与修复、销记的时间等汇报清楚。要及时按照三不放过的原则进行分析,汲取教训,明确责任,

12、制定防范措施,防止类似的故障再次发生。 案例2-1上海地铁1号线信号设备事故处理2009年12月22日,上海地铁1号线发生了一起严重的由于信号系统故障导致的列车侧面冲撞事故,造成徐家汇至上海火车站双线中断运营3h、徐家汇至上海火车站单线运营中断5h、大量乘客长时间被困隧道的严重后果。12月22日5时40分, 1号线陕西南路站至人民广场站区段上行线接触网失电,10312次0147#车停在故障区段上行区间。接到事故报告后,行车调度员立即命令维保人员进行设备抢修,并于620命令人民广场站人员下区间疏散0147#车的乘客。同时行车调度员对运行方案进行调整,莘庄至徐家汇、富锦路至火车站开行小交路,上海南

13、至火车站启动公交预案。正当行车调度员全力处理接触网失电事故时,执行富锦路至火车站小交路运行任务的12696次0117#车在上海火车站下行站台停站清客后,火车站值班员手动排列折4线进路,驾驶员掉头后以人工驾驶模式动车准备进入折返线。此时后续12896次0150#车以ATO方式从中山路开往火车站,速度为60km/h,由于中山北路至火车站区间是弯道,0150#车通过弯道后驾驶员发现火车站防护信号机为红灯,而此时列车无明显减速现象,0150#车驾驶员立即紧急制动,在惯性作用下0150#车左侧车头以10km/h的速度与0117#车第4节车厢发生碰撞。碰撞事故发生后,行车调度员立即通知全线车站,将本线运营

14、调整为莘庄至徐家汇,富锦路至汶水路小交路运行,并申请启动徐家汇至汶水路公交应急预案。同时安排在0150#车后运行的0140#车清客到事故区间转运0150#车上的受困乘客。 思考与讨论:理清事件的发生原因,确定处理信号设备的故障流程。 分析与提示:在信号设备故障引起的碰撞事故中,上海地铁的运营人员表现出高度的工作责任心和高超的指挥水平,尤其是调度员和列车驾驶员在事故中表现突出、反应迅速、措施采取得当,调度员临场指挥镇定、命令清晰准确,故障处置的程序符合预案要求,最大限度地减小了事故给运营工作带来的影响。在事后的事故原因分析中,事故调查组也对1号线当班职工在事故发生后应急处理的表现给予了充分肯定。

15、事故调查组在事后调阅了列车事故记录、信号数据和视频监视图像等相关资料,并于当日运营结束后组织了事故现场动车复测和验证,最后得出一致的结论:碰撞事故的发生是由于信号系统向列车发出了错误的速度码,导致列车制动距离不足,两列车发生侧面冲撞。事故调查组认定:该项目的总承包方卡斯柯信号公司承担事故责任。实训二轨道电路故障的应急处理 1.了解城市轨道交通轨道电路的概况。2.了解轨道电路的基本检测方法。3.了解轨道电路故障的应急处理程序演练方式。1.理解轨道电路故障的应急处理程序编制的原则和基本思路。2.根据轨道电路故障的应急处理程序,采用角色扮演法分组进行模拟演练。一、轨道电路概要(一)定义轨道电路是信号

16、联锁的室外重要设备,起着保证行车和调车作业安全的作用。它能监督检查某一固定区段内的线路(包括站线)是否有列车运行、调车作业或车辆占用的情况,并能显示该区段内的钢轨是否完整。它是以钢轨为导线,轨缝间用接续线连接,一端接电源,另一端接着受电器,通过轨道电流来工作。(二)工作原理当设有轨道电路的某段线路上空闲时,轨道电路上的继电器有足够的电流通过,吸起被磁化的衔铁,闭合前接点,从而接通色灯信号机的绿灯电路,显示绿色灯光,表示前方线路空闲,允许机车车辆占用。当机车车辆进入该线路区段时,由于轮对电阻很小,使轨道电路短路,继电器吸力减弱,释放衔铁,使之搭在后接点上,接通信号机红灯电路,显示禁行信号。轨道电

17、路的这一工作性能,能够防止列车追尾和冲突事故,确保行车的安全。轨道电路的另一个重要作用是能发现钢轨发生断裂。在充当导线的钢轨安全无事时,轨道电流畅通无阻,继电器工作也正常。一旦方钢轨折断或出现阻碍,切断了轨道电流,就会使继电器因供电不足而释放衔铁接通红色信号电路。此时,线路虽然空闲,信号机仍然显示红灯,从而防止列车颠覆事故。(三)轨道电路组成轨道电路是由钢轨、轨端接续线、变压器箱连接线、送电设备、受电设备、限流器和钢轨绝缘等主要部分组成。(四)轨道电路分类1)按轨道电路的工作方式分为开路式轨道电路和闭路式轨道电路。闭路式轨道电路能够检查轨道电路的完整性,所以目前信号设中多采用闭路式轨道电路。2

18、)按牵引电流通过方式分为单轨条轨道电路和双轨条轨道电路。双轨条轨道电路工作比单轨条轨道电路稳定可靠,极限长度基本上可以满足闭塞分区长度的要求,但成本高。电气化区段多采用双轨条轨道电路。3)按相邻钢轨线路的分割方法分为绝缘节式轨道电路和无绝缘节式轨道电路。4)按信号电流性质分为直流和交流;连续式和脉冲式供电等几种。我国目前应用的有:50Hz轨道电路、25Hz相敏轨道电路、微电子交流计数轨道电路和移频轨道电路。(五)轨道电路的工作状态根据轨道电路的基本要求,在设计、计算和研究时,应分析以下三个状态: 1)调整状态是轨道电路空闲、线路完整,受电端正常工作时的轨道电路状态;其最不利条件是参数的变化使通

19、过轨道继电器的电流最小,即电源电压最小,钢轨阻抗最大而道碴电阻最小。 2)分路状态是两条钢轨间被列车轮对或其他导体连接,使轨道电路受电端设备能反映轨道被占用的轨道电路状态;其最不利条件是参数的变化使通过轨道继电器的电流最大,即电源电压最大,钢轨阻抗最小而道碴电阻最大。3)断轨状态是轨道电路的钢轨被折断时,轨道电路受电端设备能反映钢轨断轨的轨道电路状态;其最不利条件是参数的变化使通过轨道继电器的电流最大,除了与电源电压最大,钢轨阻抗最小有关系外,还与断轨地点和道碴电阻大小有关。二、轨道电路的基本检测方法轨道电路的一般检测,是铁路信号工作中不可缺少的一项重要工作,根据规定,信号工区应定期进行下列项

20、目的检测。(一)电源变压器及变阻器的测试1.电源变压器电压用交流电压表并接在变压器次线圈的端子上,交流电压表的量程应为实际使用电压的1.52倍,内阻一般应大于200。在进行测试时,无论在任何情况下,都不能将电压表串接在电路中。由于电压表本身内阻很高,若串接在电路中,将会影响轨道电路的正常工作。2.变阻器电压降用电压表(交流电可采用02.5V)一块,并接在变阻器(R)的两端,即可进行测试。(二)送电端轨面电压和电压测试交流轨道电路用交流电压表和交流电流表各一块,分别连接在钢轨上和供电电路内,即可进行测试。仪表量程应根据轨道电路类型来定。(三)受电端电压、电流(中继变压器一次、二次电压、电流和轨道

21、电路电压)的测试交流轨道电路用交流电压表和交流电流表各一块,分别进行测试即可。(四)分路效应的检查以标准的分路电阻值短路两根钢轨时,观察轨道电路的动作情况,并测试轨道继电器端子上的残压,应小于等于所规定的标准。对非分支轨道电路区段(如站内轨道电路)将标准分路灵敏度线在受电端轨面上进行分路即可。对于分支轨道电路区段,首先将标准分路灵敏度线在未设的轨道电路继电器的一侧尽头处的轨面上进行分路,然后再设有轨道继电器一侧处进行分路即可。在进行测试前,将轨面处理干净,然后用事先准备好的标准分路灵敏度线在轨面上进行分路。分路后,轨道继电器正常工作停止或轨道继电器衔铁落下,残压符合规定,表示该区段分路灵敏度符

22、合要求。(五)极性交叉检查为了保证轨道电路不受邻近轨道电路电流的影响而使轨道继电器衔铁错误动作,两个邻接的轨道电路电源极性必须进行交叉安排。三、轨道电路故障分析与处理轨道电路用来检查进路是否空闲,反映区段或进路的锁闭和解锁状态,监督列车和调车车列的运行情况。当轨道电路出现故障时会出现两种情况:有车占用无红光带;无车占用亮红光带。(一)原因分析1.有车占用无红光带当有车占用时,控制台无红光带显示故障是非常危险的,当发生这类故障后应首先通知车站值班员停用设备,然后进行处理。这类故障发生在室外设备的主要原因为:1)在道岔区段轨道电路,设有轨端绝缘但没有设在受电端的双动道岔渡线或测线上,因轨端接续线或

23、岔后跳线断开、脱落,而造成死区段。2)轨面电压调整过高或送电端可调电阻调整的阻值过小,造成轨道电路不能正常分路。这类故障发生的原因一般在室外设备,可先检查控制台光带指示灯是否有故障,以及轨道继电器是否落下或接点卡阻或粘连等。3)一送多受轨道区段,因各受电端距离较远,轨面电压调整不平衡,有个别受电端轨面电压过高而造成分路不良。4)钢轨轨面生锈,车辆自重较轻或轮对电阻过大等,使车辆轮对分路不良。5)室外发生混线,有其他电源混入,或牵引电流干扰等使轨道继电器误动。2.无车占用亮红光带当发生这种故障时,应先在控制台观察故障现象,作出初步判断。如果几个轨道电路区段同时出现红光带,则应重点在分线盒检查轨道

24、电源熔断器熔丝和送电电缆芯线;若相邻两个轨道区段同时出现红光带,则一般是相邻两轨道电路轨道绝缘双破损;如果只有一个轨道区段亮红光带,则应首先在分线盘处测试送电电缆端子有无电压,若有电压,确认为室外故障时,再去室外处理。(二)判断轨道电路是开路故障还是短路故障是分析故障的关键1)轨道电路开路故障:轨道电路开路后继电器落下,控制台点亮红光带。开路故障应查钢轨接续线、道岔跳线、箱盒与轨面的引导线(是否断线)。2)轨道电路短路故障:短路故障应查绝缘,绝缘破损;其他异物短路,如铁丝等金属搭连或跳线、引导线混线造成。四、轨道电路故障的应急处理程序当轨道电路出现故障时,各运营相关岗位的人员一般应按照以下程序

25、进行应急处理。(一)确认故障并下放LOW控制权1.驾驶员当列车在区间自动停止运行后,应向行车调度员报告:列车车次号、未收到速度码、列车停车位置、列车状态正常、没有显示故障情况。执行行车调度员的指示,用RM模式小心进入有故障的轨道区段运行,注意周围情况,谨慎驾驶。2.行车调度员接到列车驾驶员的“故障”报告,同时从调度中心显示屏MMI上确定。1)确定该列车所停位置的前方区段还有另外红光带的“占用”状态。2)确定在该“占用”的轨道电路区段确实没有任何列车占用。3)确定该区段红光带是故障状态。报告调度长,并经其同意采取以下步骤:1)通知车辆检修调度员严密监视故障事态的进展;下放控制权给该故障区段的LO

26、W工作站,并继续监督。2)指示列车驾驶员必须用RM模式,慢速小心进入故障区段,以便遇到危险情况时能随时停车。3)指示所有列车驾驶员和行车值班员用广播向乘客及时通报运营调整信息。4)接获设备故障状态,同意行车调度员采取措施进行处理。3.行车值班员1)接受下放给该故障区段LOW工作站的控制权。2)向车站乘客通报运营调整信息。(二)谨慎驾驶通过故障区段1.驾驶员1)当列车已驶出故障区段,驾驶员未发现任何异常情况后,报告行车调度员,列车过该轨道区段未发现任何异常情况。2)若进路较长,且距离故障地点较远时,驾驶员可用ATO或SM模式驾驶到靠近故障地点,再用RM模式运行。3)在收到速度码后,再按正常模式运

27、行。2.故障抢修1)行车调度员。在确定故障性质后,立即通知维修调度员派维修人员进行抢修;指示有关行车值班员配合维修人员进行抢修。2)维修人员。接车辆检修调度员通知后在有关车站办理维修登记手续,到相应设备室检查判断故障。如果是室内故障,则应快速查找并排除。如果需短时间影响运行,则必须经行车值班员报行车调度员同意后才能抢修。若是室外故障,则请设备维修调度员安排进入轨道抢修时间及办理进入区间工作的手续。(三)设备修复并收回LOW控制权1.维修人员排除了轨道电路设备故障,并经与行车值班员试验确认设备正常后,应报告设备维修调度员,然后在有关车站办理维修登记手续。2.行车调度员收到设备维修调度员通报,调度

28、中心MMI上红光带已变为粉红光带,则可确认已排除轨道电路的故障。通知该站行车值班员,在LOW工作站进行“轨区逻空”操作。报告调度长设备故障已排除。1)行车值班员:在LOW工作站进行“轨区逻空”操作后,报告行车调度员。2)调度长:收到行车调度员已排除故障的汇报并予以确认。3)行车调度员:通知行车值班员,收回该LOW工作站控制权。4)行车值班员:按程序办理,交回该LOW工作站控制权。(四)恢复正常运行1.行车调度员收回LOW工作站控制权后进行规定的工作程序,这些程序包括:排列有关进路;只是第一列后继列车驾驶员用SM模式通过该区段;要求第一列后继列车驾驶员及时反馈列车在原故障区段的运行情况。2.第一

29、列后继列车驾驶员执行行车调度员指示,第一列后继列车驾驶员用SM模式驾驶通过该区段后,并应报告行车调度员情况正常。1)行车调度员:收到第一列后继列车驾驶员的报告后应报告调度长系统已恢复正常。通知所有列车驾驶员和行车值班员,故障已经排除,系统恢复正常操作。向乘客广播运营恢复正常信息。2)驾驶员:所有列车驾驶员向列车乘客通报运营恢复正常信息。3)行车值班员:所有行车值班员向本站乘客通报运营恢复正常信息。 案例2-2信号机自复2009年3月13日14时45分,滨江站D208G、204DG轨道电路红光带,导致-出站信号机自复。 思考与讨论:理清事件的发生原因,确定设备故障处理流程。 分析与提示:1)原因

30、是安装防雷元件混电后,造成轨道空气开关掉下。2)天窗外作业管理存在漏洞。车间没有系统地、有针对性地组织职工认真学习,导致职工对天窗外作业项目不清,本应该天窗内作业的项目却在天窗外蛮干。3)安全预想不细、不全。工区没有根据当天作业进行安全预想,作业前没有意识到职工可能违章作业的问题。4)包站干部环节控制不到位,只对工作进行了安排,没有时时跟踪控制,导致职工违章作业行为没能被及时发现以有效制止。案例2-3轨道电路应急处理2009年4月16日12时51分,王岗站12322号信号点发送电缆在1232km处6芯数字电缆被中交第二航务工程局有限公司哈大铁路客运专线工程经理部三分部施工作业铲断,造成上行一离

31、去轨道电路红光带。 思考与讨论:理清事件的发生原因,确定设备故障处理流程。 分析与提示:1)严重违反“五卡死”制度。12时51分发生故障,现场13时07分才向段调度汇报,提速干线发生故障,超时16分,以至于造成故障处理延时1小时38分。这充分暴露出现场安全责任意识弱化,应急反应能力极差。2)配合施工组织安排存在严重问题。故障当日,安排4人负责现场监控,其中只有一名是老职工,而且还兼职巡视作业任务,其余3人均是新上岗的新职工,造成配合施工监护不力。3)安全责任意识差。负责监控的4名职工没有时时对施工现场进行监控,电缆被铲断时,都在吃饭,没有轮流对现场进行监护,导致施工现场失管失控。4)对配合施工

32、极不重视。实训三转辙机故障的应急处理1.了解城市轨道交通转辙机的概念。2.了解城市轨道交通转辙机的分类及作用。 1.了解城市轨道交通线路中转辙机的作用和基本要求。2.掌握转辙机故障的应急处理方法。 一、转辙机概述(一)概念转辙机是转辙装置的核心和主体,除转辙机本身外,还包括外锁闭装置(内锁式方式没有)、各类杆件和安装装置,它们共同完成道岔的转换和锁闭。(二)转辙机的作用1)转换道岔的位置,根据需要转换至定位或反位。2)道岔转换到所需的位置并密贴后,实现锁闭,防止外力转换道岔。3)正确反映道岔的实际位置,道岔尖轨密贴于基本轨后,给出相应的显示。4)道岔被挤或因故处于“四开”位置时,及时给出报警和

33、显示。(三)对转辙机的基本要求1)作为转换装置,应具有足够大的拉力,以带动尖轨作直线往返运动;当尖轨受阻不能运动到底时,应随时通过操纵使尖轨回复原位。2)作为锁闭装置,当尖轨和基本轨不密贴时,不应进行锁闭;一旦锁闭,就应保证不致因车通过道岔时的振动而错误解锁。3)作为监督装置,应能正确反映道岔的状态。4)道岔被挤后,在未修复前不应再使道岔转换。(四)转辙机的分类1)按动作能源和传动方式:电动ZD、电动液压ZY、电控转辙机ZR。2)按供电电源的种类。直流:ZD6系列直流220V,电控系列24V。由于存在换向器和电刷,易损坏,故障率高。交流:单相或三相电源,有S700K、ZYJ7系列交流380V,

34、故障率低并控制隔离区。3)动作速度。普通动作:3.8s以上,大多数属于此类。快动:0.8s以下,驼峰调车场。4)按锁闭道岔的方式。 内锁闭:依靠转辙机内部的锁闭装置锁闭道岔的尖轨,是间接锁闭方式。ZD6等系列电动转辙机大多采用内锁闭方式。 外锁闭:依靠外锁闭装置直接将基本轨与尖轨密贴,将斥离轨锁于固定位置。外锁闭属于直接锁闭方式,锁闭可靠,列车对转辙机乎无冲击。5)按是否可挤,可分为可挤型和不可挤型转辙机。 可挤型:设有道岔保护(挤切或挤脱)装置,道岔被挤时,动作杆解锁,保护整机。 不可挤型:道岔被挤时,挤坏动作杆与整机的连接结构,应整机更换。(五)转辙机的设置城市轨道交通的正线上一般采用9号

35、道岔,车辆段(停车场)一般采用7号道岔,通常一组道岔由一台转辙机牵引。如果正线上采用的是12号AT道岔,其为弹性可弯道岔,需要两点牵引,即一组道岔需两台转辙机牵引。ZD6系列电动转辙机是我国铁路使用最广泛的电动转辙机,它用于非提速区段以及提速区段的侧线上。ZD6-A型是ZD6系列转辙机的基本型,其他型号ZD6型转辙机都是以ZD6-A型为基础改进、完善而发展起来的。(六)转辙机的操纵和锁闭1.操纵方式转辙机有电动转换和人工转换两种方式。设备正常时,运行操作人员利用控制台(或显示器)上的有关按钮进行集中操纵。停电、转辙机故障以及有关轨道电路故障时,只能使用手摇方式转换道岔。手摇转辙机时,先用钥匙打

36、开遮断器盖,露出手摇把插孔,插入手摇把,摇动规定圈数使道岔转换至所需位置。转换完毕时抽出手摇把,但安全触点被断开,转辙机电路也被断开。必须由电务维修人员打开机盖,合上安全触点,转辙机电路才能恢复正常。多动道岔或多台转辙机牵引的道岔,必须摇动各台转辙机使道岔至所需位置。它们在集中操纵时是联动的,但手摇转换时必须一一摇动。手摇把关系行车安全,要实行统一编号,集中管理,建立登记签认制度。2.锁闭方式锁闭道岔的方式有机械锁闭和电气锁闭两种形式。实施锁闭指的是通过机械及电气方式将列车正在经过,或已发出指令允许列车经过(例如办理好进路)的道岔进行固定,防止道岔错误转换。机械锁闭是当道岔转换到位后利用转辙机

37、的内锁闭装置或外锁闭装置自动实现的,用于确保列车运行时尖轨与基本轨保持密贴。当设备故障时,需人工利用钩锁器等设备对道岔尖轨实施锁闭以保证行车安全。电气锁闭是利用继电器触点等断开转辙机电路,确保列车占用或已发出指令允许列车经过时,不会由于误操作而导致道岔转换。二、转辙机故障的应急处理方法(一)人工转换道岔的作业程序在道岔转辙机故障无法自动转换以排列列车进路时,需要人工使用手摇把转换道岔。一般城市轨道交通车站通过人工转换道岔排列进路的作业程序如下:1)站务员和站台安全员两人携带信号灯/旗、手摇把、道岔钥匙、钩锁器、扳手、对讲机、无线调度电台和手电筒等工具,并穿荧光衣、戴手套。2)下线路前须得到行车

38、调度员允许,人工准备进路必须从距车站最远的道岔开始,从远到近依次排列。3)现场确认道岔,需要转向时一人操作,一人防护、确认。操作者用工具按正确程序打开转辙机盖孔板,手摇道岔,准备好进路;另一个确认道岔位置正确后加锁。4)确认进路上各道岔的开通位置时,应相互用对讲机联络,同时用手信号显示正确情况。5)当上(下)行线路的进路准备妥当并出清线路后,应先报告站控室,再准备下(上)行线路进路。6)值班站长接到进路准备妥当、线路出清的汇报后,应立即做好相应线路的接车或发车准备工作并报告行车调度员。车站站务员执行行车值班员的命令手摇道岔时,必须严格执行一看、二开、三摇、四确认、五加锁、六汇报的“六步曲”。一

39、看看道岔开通位置是否正确,是否需要改变位置。二开打开盖孔板及钩锁器的锁,拆下钩锁器。三摇摇道岔转向所需的位置,在听到“咔嚓”的落槽声后停止。四确认手指尖轨:“尖轨密贴开通X位”,并和另一人共同确认。五加锁另一人在确认道岔开通位置开通正确后,用钩锁器锁定道岔尖轨。六汇报向站控室汇报道岔开通位置正确。(二)D6转辙机常见故障处理方法1.启动部分故障1)道岔不落锁,(通过控制台或检测曲线可以判断)故障在室外。检查尖轨与基本轨间是否有异物,滑床板是否磨卡,各种杆类与螺栓间是否松动及磨卡。2)电动机空转,道岔不转换。检查转辙机内部齿条是否有异物、消尖齿与锁闭圆弧间缺油造成转辙机不解锁。故障原因为电流低摩

40、擦带进油。3)分线盘启动瞬间有电,电动机不转。检查室外开闭器、启动接点、电动机线及电缆是否断线。4)室内启动电路不动。检查启动铅丝是否熔断及控制台道岔操纵按钮常闭接点是否断开。2.道岔表示故障1)在分线盘测显示电压,定位(X1、X3)、反位(X2、X3)有110V交流,去室外查找。检查开闭器接点是否打落,不落调锁口;接点落下正常检查接点及移位接触器接触是否良好。2)分线盘无显示电压,应检查表示铅丝及变压器插接是否良好。3)雷雨季节道岔突然断开表示重点检查整流匣。3.相关测试标准道岔表示继电器电压:2737V。 案例2-4武汉地铁2号线因道岔故障发生事故2013年7月武汉地铁2号线因光谷广场站折

41、返道岔故障,导致全线列车延误近2h。广埠屯站临时救急,代替光谷广场站成为终点站,前往光谷广场站的乘客不得不在广埠屯站转乘公交车。武汉地铁集团表示,事故原因是光谷广场站站前折返道岔转辙机出现机械故障所致。这种故障出现得比较少,由单纯零部件机械式故障引起,属于个别偶发性故障。此类故障不会影响行车安全,一旦发生,希望广大乘客听从工作人员安排。这是武汉地铁2号线开通以来首次出现折返道岔故障,也是影响最为严重的一次。记者查阅发现,北京、上海和广州等城市轨道交通中,都出现过这一故障。 思考与讨论:理清事件的发生原因,确定故障处理流程。 分析与提示:运营方都采取了疏散滞留乘客、限制客流等措施。列车到达后满载

42、、大量乘客无法上车措施:启动客流管制,限制进入站台人数。站点付费区内滞留大量乘客措施:关闭刷卡闸机,控制进入站厅人数。站点付费区外也滞留大量乘客措施:短暂关闭地铁站点,限制乘客进入。实训四联锁系统故障的应急处理1.了解城市轨道交通联锁系统的概念2.了解城市轨道交通联锁系统故障的应急处理类型。 1.了解城市轨道交通线路中联锁系统的作用和基本要求。2.掌握联锁系统故障的应急处理方法。 一、联锁系统概述地铁作为人们出行交通的首选,也是由一个庞大的系统组成的。在地铁系统中分为很多子系统,包括环境和设备监控系统(EMCS)、火灾报警系统(FAS)、气体灭火系统(FES)、电力监控系统(SCADA)、自动

43、售检票系统(AFC)和调度监督(DSS)系统等。其中DSS系统是最为重要的系统。DSS是一个分布式系统,包括调度中心子系统、电务维护子系统、通信网络子系统和车站子系统。DSS的核心系统就是铁路信号联锁系统,该系统的可靠性、安全性、稳定性和实时性决定了列车运行的安全性。(一)联锁及联锁设备联锁设备是城市轨道交通的重要信号设备,用于完成车辆段内建立进路、转换道岔、开放信号以及解锁进路等作业,实现道岔、信号、进路之间的联锁关系,以保证行车安全,提高作业效率。联锁设备是城市轨道交通的重要信号设备,用来在车站和车辆段实现联锁闭塞关系,建立进路,控制道岔的转换和信号机的开放以进路的解锁,以保证行车安全。联

44、锁设备分为正线车站联锁设备和车辆段联锁设备。联锁设备早期为机械联锁,后来发展成为继电器集中联锁。随着3C技术的快速发展,计算机联锁已经成为联锁设备的主要发展方向。联锁的基本内容包括:防止建立会导致机车车辆相互冲突的进路;必须使列车或调车车列经过的所有道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置;必须使信号机的显示与所建立的进路相符合。联锁必须保证:进路上各区段空闲时才能开放信号;进路上有关道岔在规定位置时才能开放信号;敌对信号未关闭时,防护该进路的信号机不能开放。这三点也是联锁最基本的三个技术条件,只有满足这三个条件,联锁才能成立,列车进路与调车进路才能安全进行。(二)联锁的基本内容(三)联锁设备应

45、满足的条件1)开放信号时,要求进路上有关的道岔必须处于开通该进路的位置。2)开放信号时,要求该进路上没有车占用。3)开放信号时,要求该进路有关的敌对信号没有开放。4)开放信号时,要求该进路上有关的道岔不能扳动,其敌对信号机不能开放。二、 计算机联锁(一)计算机联锁的功能与特点计算机联锁是由微型计算机的软硬件和其他一些电子元件、继电器等组成的,具有故障-安全性能的实时控制系统。其安全可靠、处理速度快,与继电集中联锁相比具有十分明显的技术与经济优势。无论在安全性、可靠性、经济性等方面它都是继电集中联锁无法比拟的,而且设计、施工、维修和使用大为方便,是一套全新的系统设备。1.计算机联锁控制系统的联锁

46、功能1)联锁逻辑运算:接收ATS或车站值班员的进路命令,进行联锁逻辑运算,实现对道岔和信号机的控制。2)轨道电路信息处理:处理列车检测功能的输出信息,以提高列车监测信息的完整性。3)进路控制:设定、锁闭和解锁进路。4)道岔控制:解锁、转换和锁闭道岔。5)信号机控制:确定信号机的显示。2.计算机联锁控制系统的特点有以下几个方面1)性能方面:大大减少了系统的设计与施工工作量,并方便系统的功能扩容与完善;提供现代化的声像图文显示,人机交互功能完善;系统可靠性和安全性更高。2)经济方面:性价比高,适于大型车站的系统应用;采用分布式系统结构,节省干线电缆的使用造价;体积小、占地面积小,车站规模越大,面积

47、节省越显著。3)维护方面:安装、运营、维修费用大幅度减少;具有自诊断、故障定位等功能,可实现远程实时控制;继电部分结构简单,便于维护。4)其他方面:系统便于联网,为铁路信号系统的智能化和网络化方向发展创造条件。同时,计算机联锁控制系统也存在一定的不足,需要在结构和性能上进一步地研发: 该系统应用大量的电子元件,需要在抗电磁干扰及防雷击等方面采取防护措施。 该系统中实现联锁逻辑的计算机一旦出现硬件故障,其影响会很大,甚至使系统不能工作。因此计算机联锁控制系统必须时刻关注系统的结构与性能,提高可靠性和可用性。(二)计算机联锁系统的层次结构计算机联锁控制系统是实现以进路控制为主要内容的联锁功能控制系

48、统,它主要以色灯信号机、动力转辙机和轨道电路作为三大室外设备,并以电子设备实现联锁功能对轨道区段状态、信号状态和道岔状态进行监测,并对信号机和道岔实施控制的系统。1.人机交互层操作员通过操作与计算机联锁机构进行信息的输入和输出操作,来反映设备的工作状态和行车作业情况,该层位于车站值班室内。2.联锁层计算机联锁机构是系统的核心,它除了接收来自人机会话层的操作信息外,还接收来自监控层的反映信号机、动力转辙机和轨道电路状态的信息,并根据这些信息进行内部处理,产生相应的输出信息,即信号控制命令和道岔控制命令,交付监控层控制电路执行。联锁机构处理的都是二值逻辑信息,大多设在车站信号楼的机械室内。3. I

49、/O接口层接收来自计算机联锁层的控制命令,经过信号机控制电路和道岔控制电路,改变信号显示,驱动道岔状态转换;向计算机联锁机构传输信号状态信息、道岔状态信息和轨道电路状态信息。4.室外设备室外设备主要包括轨道(轨道电路)、道岔和信号机等现场设备,位于室外。(三)计算机联锁的分级系统第一级为控制监视级,也称为人机对话级(在车站值班员室),实现对系统的控制过程的信息显示和系统控制命令的输入;第二级联锁逻辑处理级,实现信号联锁关系的运算与处理;第三级为执行表示级,实现现场设备运行状态的采集和实时控制。值班员使用的控制台由计算机实现按钮命令的采集,具有语音提示和报警功能。第三级是计算机采用串行数据通信连

50、接,协调控制,实现对铁路车站信号、道岔和进路等方面的实时控制。系统运行时,每个分机均独立工作,一旦发生故障即运行分机自动退出系统,或立即在线进行维修,系统仍能照常运行。1.人机对话层将来自键盘、鼠标等的操作输入,经串口送达联锁计算机,同时在图形显示器上显示站场指示信息。在站场规模较大致使联锁计算机负担较重或需要多终端操作的情况下,可设置操作命令采集机进行操作命令输入的有效性判别并转换成约定格式传送给联锁计算机。2.联锁运算层联锁计算机是系统的核心部分,承担着操作输入的判别、联锁信号的调理及分析、逻辑运算、控制命令生成、故障诊断等任务,其可靠性、安全性对系统的总体故障-安全性能有较大影响,系统中

51、设置了两台联锁计算机,其中一台为冷备机,可进行人工切换。3.复核驱动层复核驱动层承担着采集指示信息并将联锁计算机下达的操作命令转化为故障-安全的控制信号的任务,对联锁计算机形成的操作命令进行复核检查的屏障作用。4.结合电路层结合电路层的任务之一是实现现场监控设备指示信息与PLC输出的驱动信号的安全逻辑转换,使PLC的输入、输出信息均具有故障-安全性能。任务之二是用专用电路规范监控设备的测控过程,即指示信息采集机制与设备驱动流程。5.监控对象层监控设备是指联锁系统的现场设备,即道岔、信号机与轨道电路。三、城市轨道交通电话闭塞法(一)电话闭塞的含义电话闭塞法(又称代用闭塞法)是当基本闭塞(自动闭塞

52、、半自动闭塞和自动站间闭塞)设备发生故障不能使用,或闭塞设备不能满足运行列车的要求(如在未设双向闭塞设备的双线区段反方向运行,半自动闭塞区段发出由区间返回的列车等)时,为确保列车运行,两车站(线路所)车站值班员根据空间间隔法(也叫距离间隔法,是指一个区间以及自动闭塞的通过信号机所划分的闭塞分区在同一时间内,只准一列列车运行)的原则,利用站间行车电话,以电话记录的方式办理闭塞的方法。(二)电话闭塞的特点电话闭塞不论单线或双线,均按站间区间办理。(车站与车站间:单线上,以进站信号机柱中心线为车站与区间的分界线。站间区间:双线或多线站间区间的各线上,分别以该线各进站信号机柱或站界标的中心线为车站与区

53、间的分界线。)由于电话闭塞没有机械、电气设备的控制,都靠制度加以约束,办理闭塞手续必须严格。出站信号机不能开放,需要填写行车凭证,接发列车进路在一般情况下也失去联锁。为了保证行车安全,通过技术方法使进路、道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起的既相互联系而又相互制约的关系,除人工确认进路正确外,还要按规定加锁。为保证同一区间、同一线路、同一时间内不误用同两种闭塞法,在停用基本闭塞改用电话闭塞或恢复基本闭塞时,均须根据列车调度员的调度命令办理。在列车调度员电话不通,得不到调度命令的情况下,应由该区间两端的车站值班员确认区间空闲后,以电话记录办理。列车调度电话恢复正常时,两端站车站值班员应及时

54、向列车调度员报告。(三)采用电话闭塞的几种情况1.基本闭塞设备发生故障时1)自动闭塞设备发生故障或停电时,包括区间内两架及以上通过信号机故障或灯光熄灭。在这种情况下,列车虽然可按自动闭塞通过色灯信号机关闭的特定行车办法运行,但列车在区间内一停再停和减速运行,势必严重影响运输效率和安全。2)半自动闭塞故障,包括轨道电路故障,出站信号机故障或灭灯,闭塞表示灯错误显示,双方表示灯显示不一致等情况。3)单线自动闭塞、半自动闭塞区间,当一端闭塞设备发生故障而另一端良好的情况。2.由区间返回的列车时发出挂有由区间返回后部补机的列车,或自动闭塞区间发出由区间返回的列车时。3.无双向闭塞和有双向闭塞时1)无双

55、向闭塞设备的双线区间反方向发车或改按单线行车:当双线区间正线无反向闭塞设备,反方向行车时,只能改按电话闭塞。当双线区间的一条线路因施工或其他原因封锁,另一条线路改按单线行车时,虽正线正方向闭塞设备能使用,但由于该线路正方向与反方向运行的列车采用不同的闭塞方法,办理上容易产生错误而发生事故。因此,该线路应改按单线行车,上下行列车均须改用电话闭塞。2)有双向闭塞设备的双线区间反方向出站调车时:由于不开放出站信号机,调车机车车辆进入区间后,区间不呈占用状态,对方站仍可开放出站信号机使列车进入区间,因此必须改用电话闭塞。4.半自动闭塞的特殊情况1)发出需由区间返回的列车,只能压上发车站的轨道电路,不能

56、压上接车站的轨道电路,列车返回车站后闭塞机不能正常复原。因此,不论车站是否设有钥匙路签,均须改用电话闭塞。2)由未设出站信号机的线路上发车,此时该列车无法取得半自动闭塞的凭证。3)超长列车头部越过出站信号机并压上出站方面轨道电路,此时不论电锁器联锁(道岔靠人力通过机械扳动,信号机由有关人员通过电气或机械操作,以电锁器完成联锁关系)车站还是电气集中联锁(道岔的转换和信号机的开放,都集中在室内操纵,以电气器材完成联锁关系)车站,均不能办理半自动闭塞,出站信号机也不能开放。5.自动闭塞和半自动闭塞区间的特殊情况在夜间或遇雾、暴、风、雨、雪时,为消除线路故障或执行特殊任务而开行轻型车辆时,正常情况下,

57、在设有轨道电路的线路或道岔上运行的轻型车辆要求装有绝缘车轴,以不影响闭塞和接发车。当轻型车辆按列车办理,在上述闭塞设备的区间运行时,由于装有绝缘车轴轨道电路不起作用,从而不能保证轻型车辆运行的安全,为此需改用电话闭塞。1)行车凭证:使用电话闭塞时,列车占用区间的行车凭证,不论单线或双线均为路票。一般情况下每次填写一张路票,加盖站印后交给驾驶员。当发出挂有由区间返回的后部补机的列车时,应填写两张路票,均加盖站印,一张交本务机车驾驶员,一张加盖“副”字戳记后发给后部补机驾驶员,作为由区间返回车站的凭证。(四)占用区间的行车凭证2)填发路票的条件:单线及双线反方向发车时,为避免两端站同时发出列车,必

58、须查明区间空闲并取得接车站的承认后,方可依据接车站承认闭塞的电话记录号码填发路票。双线正方向发车时,根据收到邻站发出的前次列车到达的电话记录,即可填发路票。但改用电话闭塞发出第一趟列车时,前次列车到达邻站无电话记录,接车站发出承认闭塞的电话号码。以后的列车,按前次列车到达的电话号码进行填发。(五)电话记录电话记录是采用电话闭塞行车时,区间两端站办理行车闭塞事项的记录。车站在发出电话记录的同时还要编译电话记录号码,以明确办理的事项和责任。电话记录应登记在行车日志内,以防遗漏。电话记录号码自每日零时起至24时止按日循环编号,编号方法采用顺序编号或用密码式编号,由铁路局自行规定,但在同一区间,同一方

59、面一日内不得重复使用同一号码。下列行车事项应发出电话记录:承认闭塞;列车到达,补机返回;取消闭塞;单线或双线反方向越出站界调车。四、电话闭塞的作业程序与办法(一)办理闭塞由发车站向接车站请求闭塞,接车站在确认接车区间、接车线路空闲,接车进路准备妥当后,向发车站发出承认某次列车闭塞法的电话记录号码。进路是指列车到达、出发或通过所需占用的一般站内线路;进路准备妥当是指列车进路空闲、有关道岔位置正确和影响列车进路的调车作业已经停止。(二)发出列车发车站接到接车站承认闭塞的电话记录号码后,向列车显示手信号发车。列车出发后,发车站向接车站通报列车车次、出发时分,并向行车调度员报点,并填写行车日志。(三)

60、闭塞解除列车整列到达并发出或进入折返线,以及接车进路准备妥当后,接车站可向发车站发出到达列车闭塞解除电话记录号码,并向行车调度员报点,并填写行车日志。(四)取消闭塞闭塞办妥后,因故不能接车或发车时,立即发出停车手信号进行防护,由提出一方发出电话记录号码作为闭塞取消的依据。列车由区间退回发车站时,由发车站发出电话记录号码作为闭塞取消的依据。取消闭塞应及时向行车调度员报告。(五)行车凭证电话闭塞行车时,列车占用区间的行车凭证是路票,凭助理行车值班员的手信号发车。案例2-5联锁系统故障的应急处理综合演练某日上午平峰时,某城市轨道线路上线11辆列车。行车间隔7分钟22秒。1020,调度中心监控设备显示